JP6819947B2 - キャパシター部品 - Google Patents

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Description

本発明は、キャパシター部品に関する。
キャパシター部品の一つである積層セラミックキャパシターは、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)及びプラズマディスプレイパネル(PDP:Plasma Display Panel)などの映像機器、コンピューター、スマートフォン、及び携帯電話などの種々の電子製品の印刷回路基板に取り付けられ、電気を充電または放電させる役割を担うチップ形態のコンデンサーである。
かかる積層セラミックキャパシター(MLCC:Multi−Layered Ceramic Capacitor)は、小型でありながら高容量が保障され、実装が容易であるという利点を有するため、種々の電子装置の部品として用いられることができる。
特に、コンピューターなどの中央処理装置(CPU)のための電源供給装置は、低い電圧を提供する過程で、負荷電流の急激な変化による電圧ノイズが発生するという問題がある。このような電圧ノイズを抑制するためのデカップリングキャパシターの用途に、MLCCが電源供給装置に広く用いられている。デカップリングなどの用途に用いられるMLCCにおいて、広い帯域でインピーダンスを低減しようとする試みが行われてきた。
本発明の一目的は、複数の共振周波数を有することで、広い周波数帯域でインピーダンスが効果的に制御されることができるキャパシター部品を提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかるキャパシター部品を有することで、部品のサイズなどを減少させることにある。
上述の課題を解決するための方法として、本発明は、一実施形態により新たなキャパシター部品を提案し、具体的に、複数の誘電体層の積層構造、及び上記誘電体層を挟んで交互に配置された第1及び第2内部電極を含む本体と、上記本体において、互いに対向する第1面及び第2面に形成され、上記第1内部電極と連結された第1外部電極と、上記本体において、上記第1面と第2面とを連結し且つ互いに対向する第3面及び第4面の少なくとも一つに形成され、上記第2内部電極と連結された第2外部電極と、を含み、それぞれ上記第1及び第2内部電極の一部を含む複数のキャパシター部に区分され、上記複数のキャパシター部は第1及び第2キャパシター部を含み、上記第1キャパシター部に属する第1及び第2内部電極のリードの間の距離と、上記第2キャパシター部に属する第1及び第2内部電極のリードの間の距離とが互いに異なり、上記第1キャパシタ部に属する第1内部電極のリードと、上記第2キャパシタ部に属する第1内部電極のリードとは、上記本体の同一の面に引き出されて上記第1外部電極と接続される形態を有する。
一実施形態において、上記複数のキャパシター部の少なくとも一部は、他のものと異なる共振周波数を発生させることができる。
一実施形態において、上記複数の誘電体層の積層方向を基準として、上記第1キャパシター部に属する第1内部電極のリードと、上記第2キャパシター部に属する第1内部電極のリードとは、異なる位置に配置されることができる。
一実施形態において、上記第1キャパシター部に属する第2内部電極のリードの幅と、上記第2キャパシター部に属する第2内部電極のリードの幅とが異なってもよい。
一実施形態において、上記第1キャパシター部に属する第2内部電極のリードの数と、上記第2キャパシター部に属する第2内部電極のリードの数とが異なってもよい。
一実施形態において、上記第1キャパシター部に属する第2内部電極は2個のリードを備え、上記第2キャパシター部に属する第2内部電極は1個のリードを備えることができる。
一実施形態において、上記第1キャパシター部に属する第2内部電極の2個のリードは、その幅が互いに同一であってもよい。
一実施形態において、上記第2内部電極は、上記第3面に露出したリードを介してのみ上記第2外部電極と接続されることができる。
一実施形態において、上記第2外部電極は上記第4面には形成されなくてもよい。
一実施形態において、上記第1キャパシター部の間に上記第2キャパシター部が配置された形態であることができる。
一実施形態において、上記第1キャパシター部に属する第1及び第2内部電極のリードの間の距離に比べて、上記第2キャパシター部に属する第1及び第2内部電極のリードの間の距離がより長くてもよい。
一実施形態において、上記第1キャパシター部に属する第2内部電極のリードの幅が、上記第2キャパシター部に属する第2内部電極のリードの幅より大きくてもよい。
一実施形態において、上記第1キャパシター部に属する第2内部電極は2個のリードを備え、上記第2キャパシター部に属する第2内部電極は1個のリードを備えることができる。
一実施形態において、上記第1内部電極は2個のリードを備え、それぞれ上記第1面及び第2面に露出したリードを介して上記第1外部電極と連結されることができる。
一実施形態において、上記第2内部電極は1個のリードを備え、上記第3面に露出したリードを介して上記第2外部電極と連結されることができる。
一実施形態において、上記第1及び第2内部電極は上記第3面に垂直に配置されることができる。
本発明の様々な効果の一効果は、広い周波数帯域でノイズを効果的に除去することができる、インピーダンス低減型キャパシター部品を得ることができる。
本発明の一実施形態によるキャパシター部品を概略的に示した斜視図である。 図1のキャパシター部品における本体の形態を概略的に示した斜視図である。 図1のキャパシター部品における第1キャパシター部に属する第1及び第2内部電極の形態を概略的に示した平面図である。 図1のキャパシター部品における第2キャパシター部に属する第1及び第2内部電極の形態を概略的に示した平面図である。 第1キャパシター部における第1内部電極と第2内部電極とを重ねて示したものである。 第2キャパシター部における第1内部電極と第2内部電極とを重ねて示したものである。 本発明のキャパシター部品が基板に実装された形態を示す。 本発明により得られたキャパシター部品のインピーダンス特性を示したグラフである。 変形例によるキャパシター部品に採用され得る本体の形態を概略的に示した斜視図である。 変形例によるキャパシター部品における第1キャパシター部に属する第1及び第2内部電極の形態を概略的に示した平面図である。 変形例によるキャパシター部品における第2キャパシター部に属する第1及び第2内部電極の形態を概略的に示した平面図である。 第1キャパシター部における第1内部電極と第2内部電極とを重ねて示したものである。 第2キャパシター部における第1内部電極と第2内部電極とを重ねて示したものである。
以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
また、本発明を明確に説明すべく、図面において説明と関係ない部分は省略し、様々な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示し、同一思想の範囲内において機能が同一である構成要素に対しては同一の参照符号を用いて説明する。さらに、明細書全体において、ある構成要素を「含む」というのは、特に反対である記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
図1は本発明の一実施形態によるキャパシター部品を概略的に示した斜視図である。図2は図1のキャパシター部品における本体の形態を概略的に示した斜視図である。図3は図1のキャパシター部品における第1キャパシター部に属する第1及び第2内部電極の形態を概略的に示した平面図である。図4は図1のキャパシター部品における第2キャパシター部に属する第1及び第2内部電極の形態を概略的に示した平面図である。
図1〜図4をともに参照すると、本発明の一実施形態によるキャパシター部品100は、本体101と、第1内部電極121、123と、第2内部電極122、124と、第1及び第2外部電極140、150と、を含み、それぞれ第1及び第2内部電極121〜124の一部を含む複数のキャパシター部C1、C2に区分される。本実施形態では、複数のキャパシター部が第1及び第2キャパシター部C1、C2を含む例を説明しているが、追加的なキャパシター部を含んでもよい。
第1及び第2キャパシター部C1、C2は、図5及び図6に示した形態から分かるように、第1キャパシター部C1に属する第1及び第2内部電極121、122のリードの間の距離L1、L2と、第2キャパシター部C2に属する第1及び第2内部電極123、124のリードの間の距離L3、L4とが互いに異なる。リードの間の距離が異なることで、電流経路が変わるため、複数のキャパシター部の少なくとも一部は、他のものと異なる共振周波数を発生させることができる。このように、本実施形態では、第1及び第2キャパシター部C1、C2の共振周波数が互いに異なるため、キャパシター部品100をフィルターなどに適用する場合、ノイズの除去効果が改善することができる。
第1外部電極140は、本体101において互いに対向する第1面S1及び第2面S2に形成され、第1内部電極121、123と連結される。第1外部電極140のうち、第1面S1に形成されたものを外部電極141と、第2面S2に形成されたものを外部電極142と示す。この際、第1面S1と第3面S3は互いに垂直に配置されることができる。これにより、本体101は、直方体またはこれと類似の形状を有することができる。
第2外部電極150は、本体101において、第1面S1と第2面S2とを連結し且つ互いに対向する第3面S3及び第4面S4の少なくとも何れか一つの面に形成され、第2内部電極122、124と連結される。本実施形態では、第2外部電極150が第3面S3に形成され、第4面S4には形成されない3端子構造を示している。このような外部電極構造を有するキャパシター部品100は、図7に示された形態のように実装されることができる。すなわち、3端子形態のキャパシター部品100は、第2外部電極150が形成された第3面S3が実装基板160に向かうように配置されて回路パターン161と接続される。この際、キャパシター部品100を安定して実装するために半田162が提供されることができる。この際、キャパシター部品100は、垂直実装方式、すなわち、第1及び第2内部電極121〜124が実装面(第3面に平行な面)に垂直に配置された形態である。このような垂直実装方式により、内部電極121〜124のリードが実装面に近く配置されることができるため、等価直列インダクタンス(ESL)とインピーダンスを低減することができる。
本体101は、複数の誘電体層110が積層された積層構造、及び誘電体層110を挟んで交互に配置された第1及び第2内部電極121〜124を含む。本体101に含まれた誘電体層110としては、当業界において公知のセラミックなどの誘電物質を用いることができ、例えば、BaTiO(チタン酸バリウム)系セラミック粉末などを含むことができる。ここで、上記BaTiO系セラミック粉末は、例えば、BaTiOにCa(カルシウム)、Zr(ジルコニウム)などが一部固溶した(Ba1−xCa)TiO、Ba(Ti1−yCa)O、(Ba1−xCa)(Ti1−yZr)OまたはBa(Ti1−yZr)Oなどが挙げられるが、本発明がこれに限定されるものではない。
図2、図3及び図4に示された形態のように、第1内部電極121、123及び第2内部電極122、124は、リードを備えて外部電極140、150と連結される。具体的に、図3を参照すると、第1キャパシター部C1に属する第1内部電極121は2個のリードR1、R2を備え、それぞれ第1面S1と第2面S2に露出したリードR1、R2を介して第2外部電極140と連結される。また、第1キャパシター部C1に属する第2内部電極122は1個のリードR5を備え、第3面S3に露出したリードR5を介して第2外部電極150と連結される。但し、リードの数や形態は、本発明の技術的思想を維持する範囲で変更され得る。
また、図4を参照すると、第2キャパシター部C2に属する第1内部電極123は2個のリードR3、R4を備え、それぞれ第1面S1と第2面S2に露出したリードR3、R4を介して第2外部電極140と連結される。また、第2キャパシター部C2に属する第2内部電極124は1個のリードR6を備え、第3面S3に露出したリードR6を介して第2外部電極150と連結される。同様に、リードの数や形態は、本発明の技術的思想を維持する範囲で変更され得る。
この際、示された形態のように、第1及び第2内部電極121〜124の積層方向を基準として、第1キャパシター部C1に属する第1内部電極121のリードR1、R2と、第2キャパシター部C2に属する第1内部電極123のリードR3、R4とは、異なる位置に配置される。本実施形態のように、互いに異なるキャパシター部C1、C2において同一極性の内部電極121〜124のリードR1〜R6を互いに異なる位置に配置することは、異なる極性の内部電極121〜124のリードR1〜R6間の距離を異ならせるための方法の一例である。
また、このような第1内部電極121、123のリードR1〜R4の配列方式とともに、またはこれと独立して、第1キャパシター部C1に属する第2内部電極122のリードR5の幅と、第2キャパシター部C2に属する第2内部電極124のリードR6の幅とが異なる。本実施形態では、第1キャパシター部C1に属する第2内部電極122のリードR5の幅が、第2キャパシター部C2に属する第2内部電極124のリードR6の幅より大きい。
図5及び図6を参照して、上述の構造を有することで、キャパシター部におけるリード間の距離が異なることについて説明する。図5は第1キャパシター部C1における第1内部電極121と第2内部電極122とを重ねて示したものであり、図6は第2キャパシター部C2における第1内部電極123と第2内部電極124とを重ねて示したものである。
示された形態のように、第1キャパシター部C1に属する第1内部電極121のリードR1、R2と第2内部電極122のリードR5との間の距離L1、L2は、第2キャパシター部C2に属する第1内部電極123のリードR3、R4と第2内部電極124のリードR6との間の距離L3、L4より短い。このようなリードの間の距離差によって、キャパシター部C1、C2は、互いに並列連結されて互いに異なる共振周波数を発生させることができる。
一方、リードの間の距離L3、L4がより長い第2キャパシター部C2は、等価直列インダクタンス(ESL)及び等価直列抵抗(ESR)が相対的に高い。この際、図2に示された形態のように、第1キャパシター部C1の間に第2キャパシター部C2を配置することで、キャパシター部品100の全体的なESLを低めるとともに、ESRを適宜調節することができる。
図8は本発明により得られたキャパシター部品のインピーダンス特性を示したグラフである。図8のインピーダンス特性グラフに示されたように、本実施形態によるキャパシター部品100は、単一部品内で互いに異なる共振周波数を有する2種のキャパシター(第1及び第2キャパシター部)が含まれた構造であって、広い周波数帯域でインピーダンスを低く維持することができる。したがって、かかるキャパシター部品100を用いることで、電源装置や高速MPUなどに用いられるデカップリングキャパシターの数を減少させることができ、デカップリングキャパシターの実装コストや空間を効果的に低減することができる。
図9〜図13を参照して、変形実施例を説明する。図9は変形例によるキャパシター部品に採用され得る本体の形態を概略的に示した斜視図である。図10は変形例によるキャパシター部品における第1キャパシター部に属する第1及び第2内部電極の形態を概略的に示した平面図である。図11は変形例によるキャパシター部品における第2キャパシター部に属する第1及び第2内部電極の形態を概略的に示した平面図である。そして、図12は第1キャパシター部C1における第1内部電極221と第2内部電極222とを重ねて示したものであり、図13は第2キャパシター部C2における第1内部電極223と第2内部電極224とを重ねて示したものである。
図10に示された形態のように、第1キャパシター部C1に属する第1内部電極221は2個のリードR1、R2を備え、それぞれ第1面S1と第2面S2に露出する。また、第1キャパシター部C1に属する第2内部電極222は2個のリードR5、R6を備え、第3面S3に露出する。但し、リードの数や形態は、本発明の技術的思想を維持する範囲で変更され得る。
図11に示された形態のように、第2キャパシター部C2に属する第1内部電極223は2個のリードR3、R4を備え、それぞれ第1面S1と第2面S2に露出する。また、第2キャパシター部C2に属する第2内部電極224は1個のリードR7を備え、第3面S3に露出する。同様に、リードの数や形態は、本発明の技術的思想を維持する範囲で変更され得る。
上述の実施形態と同様に、第1及び第2内部電極121〜124の積層方向を基準として、第1キャパシター部C1に属する第1内部電極221のリードR1、R2と、第2キャパシター部C2に属する第1内部電極223のリードR3、R4とは、異なる位置に配置される。これは、互いに異なる極性の内部電極221〜224のリードR1〜R7間の距離を異ならせるための方法の一例である。
また、このような第1内部電極221、223のリードR1〜R4の配列方式とともに、またはこれと独立して、第1キャパシター部C1に属する第2内部電極222と第2キャパシター部C2に属する第2内部電極224は、互いにリードの数が異なる。具体的に、第1キャパシター部C1に属する第2内部電極222は2個のリードR5、R6を備え、第2キャパシター部C2に属する第2内部電極224は1個のリードR7を備える。この際、上述の実施形態と異なって、第1キャパシター部C1に属する第2内部電極222の2個のリードR5、R6の幅は、互いに同一であってもよい。
本変形例のように、リードの数と第1及び第2キャパシター部C1、C2の共振周波数を異ならせることができる。すなわち、図12及び図13に示された形態のように、第1キャパシター部C1に属する第1内部電極221のリードR1、R2と第2内部電極222のリードR5、R6との間の距離L1、L2は、第2キャパシター部C2に属する第1内部電極223のリードR3、R4と第2内部電極224のリードR7との間の距離L3、L4より短い。このようなリードの間の距離差によって、キャパシター部C1、C2は、互いに並列連結され、互いに異なる共振周波数を発生させることができる。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
本願によれば、以下の各項目もまた開示される。
[項目1]
複数の誘電体層の積層構造、及び上記複数の誘電体層を挟んで交互に配置された第1及び第2内部電極を含む本体と、
上記本体において、互いに対向する第1面及び第2面に形成され、上記第1内部電極と連結された第1外部電極と、
上記本体において、上記第1面と第2面とを連結し且つ互いに対向する第3面及び第4面の少なくとも一つに形成され、上記第2内部電極と連結された第2外部電極と、を含み、
それぞれ上記第1及び第2内部電極の一部を含む複数のキャパシター部に区分され、上記複数のキャパシター部は第1及び第2キャパシター部を含み、
上記第1キャパシター部に属する第1及び第2内部電極のリードの間の距離と、上記第2キャパシター部に属する第1及び第2内部電極のリードの間の距離とが互いに異なる、キャパシター部品。
[項目2]
上記複数のキャパシター部の少なくとも一部は、他のものと異なる共振周波数を発生させる、項目1に記載のキャパシター部品。
[項目3]
上記積層方向を基準として、上記第1キャパシター部に属する第1内部電極のリードと、上記第2キャパシター部に属する第1内部電極のリードとは異なる位置に配置される、項目1または2に記載のキャパシター部品。
[項目4]
上記積層方向を基準として、上記第1キャパシター部に属する第2内部電極のリードの幅と、上記第2キャパシター部に属する第2内部電極のリードの幅とが異なる、項目1から3のいずれか一項に記載のキャパシター部品。
[項目5]
上記第1キャパシター部に属する第2内部電極のリードの数と、上記第2キャパシター部に属する第2内部電極のリードの数とが異なる、項目1から4のいずれか一項に記載のキャパシター部品。
[項目6]
上記第1キャパシター部に属する第2内部電極は2個のリードを備え、上記第2キャパシター部に属する第2内部電極は1個のリードを備える、項目5に記載のキャパシター部品。
[項目7]
上記第1キャパシター部に属する第2内部電極の2個のリードは、その幅が互いに同一である、項目6に記載のキャパシター部品。
[項目8]
上記第2内部電極は、上記第3面に露出したリードを介してのみ上記第2外部電極と接続される、項目1から7のいずれか一項に記載のキャパシター部品。
[項目9]
上記第2外部電極は上記第4面には形成されない、項目8に記載のキャパシター部品。
[項目10]
上記第1キャパシター部の間に上記第2キャパシター部が配置された形態である、項目1から9のいずれか一項に記載のキャパシター部品。
[項目11]
上記第1キャパシター部に属する第1及び第2内部電極のリードの間の距離に比べて、上記第2キャパシター部に属する第1及び第2内部電極のリードの間の距離がより長い、項目10に記載のキャパシター部品。
[項目12]
上記第1キャパシター部に属する第2内部電極のリードの幅が、上記第2キャパシター部に属する第2内部電極のリードの幅より大きい、項目11に記載のキャパシター部品。
[項目13]
上記第1キャパシター部に属する第2内部電極は2個のリードを備え、上記第2キャパシター部に属する第2内部電極は1個のリードを備える、項目11または12に記載のキャパシター部品。
[項目14]
上記第1内部電極は2個のリードを備え、それぞれ上記第1面及び第2面に露出したリードを介して上記第1外部電極と連結される、項目1から13のいずれか一項に記載のキャパシター部品。
[項目15]
上記第2内部電極は1個のリードを備え、上記第3面に露出したリードを介して上記第2外部電極と連結される、項目1から14のいずれか一項に記載のキャパシター部品。
[項目16]
上記第1及び第2内部電極は上記第3面に垂直に配置される、項目1から15のいずれか一項に記載のキャパシター部品。
100 キャパシター部品
101 本体
110 誘電体層
121、122、123、124、221、222、223、224 内部電極
140、141、142、150 外部電極
160 実装基板
161 回路パターン
162 半田
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7 リード
S1、S2、S3、S4 第1面、第2面、第3面、第4面

Claims (16)

  1. 複数の誘電体層の積層構造、及び前記複数の誘電体層を挟んで交互に配置された第1及び第2内部電極を含む本体と、
    前記本体において、互いに対向する第1面及び第2面に形成され、前記第1内部電極と連結された第1外部電極と、
    前記本体において、前記第1面と第2面とを連結し且つ互いに対向する第3面及び第4面の少なくとも一つに形成され、前記第2内部電極と連結された第2外部電極と、を含み、
    それぞれ前記第1及び第2内部電極の一部を含む複数のキャパシター部に区分され、前記複数のキャパシター部は第1及び第2キャパシター部を含み、
    前記第1キャパシター部に属する第1及び第2内部電極のリードの間の距離と、前記第2キャパシター部に属する第1及び第2内部電極のリードの間の距離とが互いに異なり、
    前記第1キャパシター部に属する第1内部電極のリードと、前記第2キャパシター部に属する第1内部電極のリードとは、前記本体の同一の面に引き出されて前記第1外部電極と接続される、キャパシター部品。
  2. 前記複数のキャパシター部の少なくとも一部は、他のものと異なる共振周波数を発生させる、請求項1に記載のキャパシター部品。
  3. 前記複数の誘電体層の積層方向を基準として、前記第1キャパシター部に属する第1内部電極のリードと、前記第2キャパシター部に属する第1内部電極のリードとは異なる位置に配置される、請求項1または2に記載のキャパシター部品。
  4. 前記複数の誘電体層の積層方向を基準として、前記第1キャパシター部に属する第2内部電極のリードの幅と、前記第2キャパシター部に属する第2内部電極のリードの幅とが異なる、請求項1から3のいずれか一項に記載のキャパシター部品。
  5. 前記第1キャパシター部に属する第2内部電極のリードの数と、前記第2キャパシター部に属する第2内部電極のリードの数とが異なる、請求項1から4のいずれか一項に記載のキャパシター部品。
  6. 前記第1キャパシター部に属する第2内部電極は2個のリードを備え、前記第2キャパシター部に属する第2内部電極は1個のリードを備える、請求項5に記載のキャパシター部品。
  7. 前記第1キャパシター部に属する第2内部電極の2個のリードは、その幅が互いに同一である、請求項6に記載のキャパシター部品。
  8. 前記第2内部電極は、前記第3面に露出したリードを介してのみ前記第2外部電極と接続される、請求項1から7のいずれか一項に記載のキャパシター部品。
  9. 前記第2外部電極は前記第4面には形成されない、請求項8に記載のキャパシター部品。
  10. 前記第1キャパシター部の間に前記第2キャパシター部が配置された形態である、請求項1から9のいずれか一項に記載のキャパシター部品。
  11. 前記第1キャパシター部に属する第1及び第2内部電極のリードの間の距離に比べて、前記第2キャパシター部に属する第1及び第2内部電極のリードの間の距離がより長い、請求項10に記載のキャパシター部品。
  12. 前記第1キャパシター部に属する第2内部電極のリードの幅が、前記第2キャパシター部に属する第2内部電極のリードの幅より大きい、請求項11に記載のキャパシター部品。
  13. 前記第1キャパシター部に属する第2内部電極は2個のリードを備え、前記第2キャパシター部に属する第2内部電極は1個のリードを備える、請求項11または12に記載のキャパシター部品。
  14. 前記第1内部電極は2個のリードを備え、それぞれ前記第1面及び第2面に露出したリードを介して前記第1外部電極と連結される、請求項1から13のいずれか一項に記載のキャパシター部品。
  15. 前記第2内部電極は1個のリードを備え、前記第3面に露出したリードを介して前記第2外部電極と連結される、請求項1から14のいずれか一項に記載のキャパシター部品。
  16. 前記第1及び第2内部電極は前記第3面に垂直に配置される、請求項1から15のいずれか一項に記載のキャパシター部品。
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